酶在食品中的应用

按照食品添加剂的功能不同，可以分 为酸味剂、抗结剂、抗氧化剂、漂白剂、 膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味 剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠 剂、香味剂等二十余类。
随着酶工程技术的迅速发展， 作为高效、安全的生物催化剂， 酶已在食品添加剂的生产中得 到较为广泛的应用。
(一) 酸味剂的酶法生产
• 目前，植物活性肽制品（如：玉米肽、大豆肽、 豌豆肽、小麦肽、大米肽、花生肽等）、乳源生 物活性肽制品（牛乳肽制品——阿片活性肽、阿 片拮抗肽、降压肽、免疫活性肽、酪蛋白磷酸肽、 抗菌肽、抗血栓肽等）、动物活性肽制品（如胶 原肽、牛肉肽、蛋清肽、畜血肽等）、海洋生物 活性肽等多种生物活性肽类食品或保健品已在日 本、美国、西欧上市。
目前，葡萄பைடு நூலகம்氧化酶、溶菌酶等已应用 于罐装果汁、果酒、水果罐头、脱水蔬菜、 肉类及虾米类食品、低酒度、香肠、糕点、 饮料、干酪、水产品、啤酒、清酒、鲜奶、 奶粉、奶油、生面条等各种食品的防腐保 鲜，并取得了较大进展。
（一）、酶法除氧保鲜
由于氧气的存在而引起的氧化现象发生 是造成食品色、香、味变坏得重要因素， 是引起食品质量变质的主要因素之一。例 如，氧的存在极易引起某些富含油脂的食 品发生氧化而引起油脂酸败，进而产生异 味，降低营养价值，甚至产生有毒物质； 氧化作用还会使果汁、果酱等果蔬制品变 色以及使肉类褐变。许多研究表明，除氧 是解决食品氧化变质、延长食品保鲜期的 最有效措施。
• 水解蛋白的产物在食品、医药、饲料、细 胞培养等方面具有广泛的用途。如：
• 利用明胶、干酪素、鱼粉等加工的副产品 经蛋白酶水解——灭酶——脱色杀菌—— 浓缩干燥，可制得水解动物蛋白粉，因其 具有良好的保水性、乳化性、抗氧化性、 表面活性、溶解性、润滑性，且极易被人 吸收利用，现已作为火腿肠和香肠等肉制 品、果奶饮料、味精、保健食品、乳品等 食品添加剂。
（四）乳化剂的酶法生产
食品乳化剂是食品中互不相容的液体形 成稳定乳浊液的食品添加剂。目前国内外普遍 使用的乳化剂是甘油单酯及其衍生物和大豆磷 脂等，其中单甘脂是一种最为广泛应用的食品 乳化剂，可通过脂肪酶催化甘油三酯水解、甘 油水解等方式合成。
总结
综上所述， 酶工程技术在食品添加剂生产中已经得到 广泛的应用，固定化酶和细胞技术走向成熟，并已获得显 著的经济效益和社会效益，开发新的酶源和酶的新用途的 研究不断增添食品添加剂新的种类，酶工程技术在食品添 加剂生产领域显示了极大的使用价值和应用潜力。
1.葡萄糖的生产
• 以淀粉为原料水解的方法进行生产：
淀粉
α-淀粉酶
糊精
糖化酶
葡萄糖
糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，能从淀粉的非还原端逐个水解 α-1，4-葡萄糖苷键生成葡萄糖。
2.果葡糖浆的生产
• 果葡糖浆是由葡萄糖异构酶催化葡萄糖异 构化生成部分果糖而得到的葡萄糖和果糖 的混合糖浆。
葡萄糖异构酶
精制葡萄糖液
α-淀粉酶：又称液化型淀粉酶，能使淀粉水解为糊精和一些 还原糖。
β-淀粉酶：又称麦芽糖苷化酶，是一种催化淀粉水解生成麦 芽糖的淀粉水解酶。
4.糊精、麦芽糊精的生产
糊精是淀粉通过α-淀粉酶低程度水解产物广 泛应用于食品增稠剂、填充剂和吸收剂。 其中DE值在10~20的糊精成为麦芽糊精。
5.环状糊精的生产
为了较好保持蛋类制品的色泽和溶解性， 可将适量的葡萄糖氧化酶加到蛋白液或全 蛋液中，并通入适量的氧气，将蛋品中残 留的葡萄糖完全氧化，从而有效保持蛋类 制品的色泽和溶解性。目前，葡萄糖氧化 酶还应用于脱水蔬菜、肉类及虾米食品的 脱糖保鲜。
（三）、酶法灭菌保鲜
由微生物污染而引起的食品的变质腐败，历 来是人们关注的问题。溶菌酶是一种专一性催化 细菌细胞壁中的肽多糖水解酶。溶菌酶作为无毒 无害的蛋白质，具有杀菌、抗病毒和抗肿瘤细胞 的作用，是一种安全高效的食品杀菌剂。用溶菌 酶处理食品，可有效地防止食品中的细菌，起到 有效的防腐保鲜的作用。目前，溶菌酶已在低度 酒、香肠、糕点、饮料、干酪、水产品、啤酒、 清酒、鲜奶、奶粉、奶油、生面条等生产及防腐 保鲜中得到应用。
（三）甜味剂的酶法生产
食品甜味剂能够改进食品的可口性和其 他使用性质，满足一部分人群的爱好，已在 食品生产中得到广泛应用。目前，天苯肽、 帕拉金糖、低聚果糖、单葡萄糖醛酸基甘草 皂甙等较常用的食品甜味剂，均可通过酶法 生产而得到。
天苯肽是一种常用的甜味，其性 质接近蔗糖，且具有甜味纯正、甜度高、 热量低、稳定性好等特点，已在食品、 饮料等方面广泛应用，可利用嗜热菌蛋 白酶在有机介质中催化L-天冬氨酸和L苯丙氨酸甲酯缩合反应而生成
三 酶在食品添加剂生产方面的应用
主要内容： （一） 酸味剂的酶法生产 （二）增味剂的酶法生产 （三）甜味剂的酶法生产 （四）乳化剂的酶法生产 （五）总 结
食品添加剂是指用于改善食品品质和 风味，以及为防腐和加工工艺的需要而 加入食品中的少量化学合成或天然物质， 现已成为现代食品行业中不可缺少的部 分。
（二）在蛋白质制品的加工与生产方面 中的应用
• 蛋白质食品是一种以蛋白质为主要原料加工而成 的食品。
• 以天然的大分子蛋白存在的蛋白质往往不具有生 物活性或加工性能较差，而经过某些蛋白酶的水 解后往往能够提高其生物活性或加工性能。目前 较常用的是蛋白酶和乳糖酶。
1.水解蛋白的酶法生产
• 水解蛋白：蛋白质在蛋白酶的作用下，可 水解生成蛋白胨、多肽、氨基酸等的过程。
5.天然调味品的酶法生产
• 以鱼肉、鸡肉等动物蛋白质以及大豆等植 物蛋白质为原料，利用蛋白酶催化水解可 以得到优质的天然调味品，并可以提高蛋 白质利用率、降低油脂分解、缩短生产周 期。
• 如： 利用蛋白酶催化大豆蛋白质水解，可以
生产无盐酱油或豆酱。 利用胰蛋白酶和风味蛋白酶等水解全鸡
来生产鸡精。
作为蔗糖异构体的帕拉金糖，是一种低 热值甜味剂，其甜味与蔗糖相似，但甜度 较低，可通过葡萄糖基转移酶催化蔗糖转 化而得到。
低聚果糖又称蔗果低聚糖，主要由蔗果 二糖、蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖组 成的非还原糖，其甜度约为蔗糖的60%。 可采用内切菊粉酶酶解菊粉制备低聚果糖， 也可以蔗糖为原料，经过果糖基转移酶的 催化作用制备低聚果糖。
果葡糖浆
葡萄糖异构酶又名木糖异构酶，是一种催化D-木糖、D-葡
萄糖、D-核糖等使醛糖转化为酮糖的异构酶，最适温度为 60~70℃。
3.饴糖、麦芽糖的生成
• 饴糖是以大米和糯米为原料，加入大麦芽， 利用麦芽中的α-淀粉酶和β-淀粉酶，将淀粉 糖转化而成的麦芽糖浆（麦芽糖含量为 30%~40%、糊精60%~70%）。
一、在食品保鲜方面的应用
食品在加工、运输和保鲜过程中，常易 受到氧气、微生物、温度、湿度、光线等 各种外界因素的影响，因使食品的色、香、 味及营养会发生变化，甚至导致食品败坏， 降低食品的食用价值。因此，食品保鲜已 是食品加工、运输、保藏中的重要问题， 已引起食品行业的广泛关注。
酶法保鲜技术就是利用酶的高效专一的 催化作用，防止、降低或消除各种外界因素 对食品产生的不良影响，进而达到保持食品 的优良品质和风味特色，以及延长食品保藏 期的技术。
氨基酸类增味剂已是目前世界上 产量最大、应用最广的一类食品增味 剂，其中L-天冬氨酸钠可采用酶法生 产，天冬氨酸酶催化延胡索酸（反丁 二烯二酸）氨基化而生成L-天冬氨酸
呈味核苷酸是一类5’—嘌呤核苷酸，主要 有鸟苷酸和肌苷酸等，其酶法生产主要有:
5’一磷酸二酯酶催化RNA水解而生成的四 种5’一单核苷酸（腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸和 尿苷酸）的混合物；利用腺苷酸脱氨酶催化 AMP脱氨可生成肌苷酸等。
二、在食品加工与生产方面的应用
• 大多数用途是在原料的加工与食品的生产。 应用领域主要包括： 淀粉类食品、蛋白质类食品、果蔬类食品、 乳制品、饮料、天然食品添加剂等。
• （一）在淀粉食品的加工与生产方面的应用 • （二）在蛋白质制品的加工与生产方面中的应用 • （三）在果蔬食品的加工与生产方面的应用 • （四）在酿酒工业中的应用 • （五）在焙烤食品制造中的应用 • （六）在乳制品工业中的应用 • （七）在肉类和鱼虾类加工方面的应用 • （八）在蛋品加工方面的应用
3.明胶的酶法生产
• 明胶是一种可溶于热水的蛋白质凝胶，可 作为食品的增稠剂、保健品以及生产特殊 营养食品的重要原料，在食品工业和制药 工业中有广泛用途。
酶法生产明胶的工艺：
富含胶原蛋白的动物皮或骨
蛋白酶
溶于热水的明胶
冷却、干燥
明胶产品
4.干酪的酶法生产
• 干酪又称奶酪，主要成分是蛋白质和乳脂， 是乳中的酪蛋白凝固而成的一种高营养、 易消化吸收的食品。目前，凝乳蛋白已应 用于干酪的生产。
在食品中添加一定量的酸味剂，可起到增加食欲的效 果，有利于钙的吸收，并具有一定的防止微生物污染的 作用。目前广泛采用酶法生产的酸味剂主要有L-苹果酸。 L-苹果酸的酶法生产可采用延胡索酸酶催化反丁二烯二 酸水合而生成的，目前固定化技术已应用于L-苹果酸的 生产。
（二）增味剂的酶法生产
补充或增强食品原有风味的 一类物质称为食品增味剂或食 品增强剂，通常又称为鲜味剂。 酶在食品增味剂生产中主要用 于氨基酸和呈味核苷酸的生产。
作为甘草的主要有效成分的甘草皂甙，不仅具 有免疫调节和抗病毒等功能，而且还具有高甜度、 低热值的特点，可作为甜味剂，并可用作乳制品、 蛋制品以及羊肉除膻増香等香味增强剂。而利用β葡萄糖醛酸苷酶而生产的单葡萄糖醛酸基甘草皂 甙，其甜度比甘草皂甙提高了5~6倍，被认为是一 种高甜度、低热值的新型甜味剂。
另外，葡萄糖氧化酶
添加到果蔬中密闭保藏， 可有效除去氧气而延长 果蔬贮藏期。
（二）、酶法脱氧保鲜
目前较多使用葡糖糖氧化酶进行脱糖保 鲜的食品是蛋类制品，如蛋白粉、蛋白片、 全蛋粉等，这是由于蛋白质中含有 0.5%~0.6%葡萄糖，会与蛋白质发生反应 而使制品出现小黑点或发生褐变，并降低 溶解性，进而影响产品质量。